電(dian)弧熔爐生產電(dian)熔氧(yang)化鎂的工藝流程主要包(bao)括：原(yuan)料(liao)配料(liao)、電(dian)弧熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包(bao)裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富(fu)的(de)優質菱(ling)鎂礦石，氧(yang)化(hua)鎂含(han)量(liang)高，又易于開采，因此(ci)，被廣泛(fan)用(yong)(yong)作電熔氧(yang)化(hua)鎂的(de)原料(liao)。采用(yong)(yong)菱(ling)鎂石作原料(liao)，碳酸鎂分解產生CO2氣(qi)體，由于有(you)大量(liang)氣(qi)體從爐(lu)內排出影響著電熔過(guo)程的(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化(hua)鎂的(de)結晶帶的(de)形成均(jun)有不利(li)影(ying)響，由(you)(you)于大(da)量塵(chen)料(liao)飛損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗(hao)和能(neng)量消耗(hao)增高(gao)，也惡化(hua)了(le)車間生產(chan)環(huan)境。但由(you)(you)于優(you)質菱(ling)鎂礦石容易獲得，價格很(hen)低廉，所以(yi)，仍(reng)是我國(guo)電熔氧化(hua)鎂用得最(zui)多最(zui)廣(guang)泛的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石中氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的含(han)量高低和(he)化(hua)(hua)學成分直接影(ying)響到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量，同時在電(dian)熔(rong)過程中也直接影(ying)響到(dao)電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的品級比(bi)(bi)例(li)(li)，因此，為了(le)保證(zheng)電(dian)熔(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的質量和(he)品級比(bi)(bi)例(li)(li)，必須對各種礦石進行(xing)適當的配比(bi)(bi)后進行(xing)熔(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的遼(liao)寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的礦源非常豐富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)含量高于菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝(ning)氧化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的原料，部(bu)分(fen)地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的化(hua)(hua)學成分(fen)見表(biao)2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕(qing)燒氧化(hua)鎂(mei)(mei)作為電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以使生(sheng)產環境得到改善，可以降低運(yun)輸費用。由于電熔時排出氣(qi)體少，成分(fen)也(ye)較均勻，對提高電熔氧化(hua)鎂(mei)(mei)質量(liang)有利。

我國有一(yi)(yi)些電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)以輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)制成球(qiu)料(liao)入爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)。輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量達(da)到(dao)98%，以此(ci)料(liao)能生產出白色大結(jie)晶電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。但(dan)由于成球(qiu)費用高(gao)，影響生產成本。目(mu)前(qian)，有的(de)(de)廠家采用反射爐(lu)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)，以一(yi)(yi)定的(de)(de)粒度加入熔(rong)(rong)爐(lu)電(dian)熔(rong)(rong)，電(dian)熔(rong)(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量比(bi)用菱(ling)鎂(mei)礦石好，成本又比(bi)用球(qiu)料(liao)作原料(liao)時便宜，因而(er)得(de)到(dao)了一(yi)(yi)定的(de)(de)推廣(guang)。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂。為了某些電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)特殊要求，有(you)時(shi)必須(xu)在電(dian)(dian)熔過程(cheng)中采(cai)用燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作為電(dian)(dian)熔原(yuan)料，如采(cai)用海水(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)砂作為電(dian)(dian)熔原(yuan)料，一般首先利用處(chu)理海水(shui)和(he)石灰(hui)乳作用生產(chan)氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)，將氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)煅燒(shao)成(cheng)輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。用其他方(fang)法(fa)也(ye)可(ke)以(yi)制(zhi)得輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)制(zhi)取方(fang)法(fa))，采(cai)用輕(qing)燒(shao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)作為原(yuan)料生產(chan)電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。奧(ao)絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等研(yan)究(jiu)認為，極(ji)(ji)少量的(de)(de)(de)雜(za)質氣(qi)體(相(xiang)(xiang))也(ye)屬(shu)于晶(jing)(jing)(jing)體的(de)(de)(de)雜(za)質，可(ke)明(ming)顯(xian)影響晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)長大(da)。因為雜(za)質相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)作用在于增(zeng)加晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)運動(dong)所需的(de)(de)(de)能量。當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)體能量降低，其降低量與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)成(cheng)正比，所以(yi)必須(xu)提高晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)能，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)才能離開第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)繼(ji)續(xu)運動(dong)。并(bing)且當(dang)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)遇時(shi)，與(yu)第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)橫截(jie)面積(ji)相(xiang)(xiang)等的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)必須(xu)變形，第二(er)(er)(er)相(xiang)(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)(jing)(jing)粒長大(da)的(de)(de)(de)極(ji)(ji)限尺寸愈(yu)小。

另(ling)一方面為了降(jiang)低電熔(rong)凝氧化(hua)鎂的(de)顯氣孔(kong)率，也應盡量減少(shao)原料(liao)氧化(hua)鎂的(de)氣體排出，因此，采用燒結鎂砂電熔(rong)有其顯著(zhu)優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學(xue)原料質量要(yao)求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)半徑的(de)(de)(de)尺(chi)寸，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)位數值，離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)外層結(jie)構等(deng)相關聯。而氧化鎂的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸、質(zhi)量和(he)電(dian)(dian)荷、陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰(yin)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)之(zhi)間的(de)(de)(de)結(jie)合特性(xing)和(he)強度、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化作用、結(jie)晶構造等(deng)決定它是一高熔點化合物。

氧化鎂(mei)的熔點和結構(gou)參數(shu)：陽離子半(ban)徑0.074mm;陰離子半(ban)徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位數(shu)6;有效配位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂制造的最重要過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)是由各(ge)種鎂質(zhi)原料，通過(guo)(guo)(guo)各(ge)種形式的加(jia)熱(re)方(fang)法(fa)產生高(gao)(gao)溫使鎂質(zhi)材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變(bian)成氧化(hua)鎂熔(rong)(rong)體(ti)。要使氧化(hua)鎂熔(rong)(rong)融(rong)，必須消耗大量的熱(re)能(neng)，以(yi)克服離子間的引力。通過(guo)(guo)(guo)強大電(dian)弧產生高(gao)(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)氧化(hua)鎂的方(fang)法(fa)叫做(zuo)電(dian)弧熔(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這個(ge)融(rong)化(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)一般包括(kuo)熱(re)的傳導、脫水、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)、析(xi)晶、晶體(ti)長大等一系列物(wu)理(li)化(hua)學(xue)變(bian)化(hua)的過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。用水(shui)鎂(mei)石作原(yuan)料有一脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)。水(shui)鎂(mei)石的主要(yao)成分是(shi)氫氧化(hua)鎂(mei)Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過(guo)程(cheng)(cheng)是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)(tan)過程。用菱(ling)鎂礦作為原料時有(you)一(yi)個脫碳(tan)(tan)過程，脫碳(tan)(tan)過程包括兩個方面(mian)。一(yi)方面(mian)是菱(ling)鎂礦石的熱(re)分解，菱(ling)鎂礦石的主要(yao)成(cheng)分是碳(tan)(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于(yu)在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)過程(cheng)中(zhong)往往在(zai)原料氧化鎂中(zhong)加(jia)入石(shi)墨粉末(mo)添加(jia)物(助劑)，在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)爐起(qi)動過程(cheng)中(zhong)需在(zai)三電(dian)(dian)(dian)(dian)極(石(shi)墨電(dian)(dian)(dian)(dian)極)的下(xia)端用石(shi)墨粉末(mo)鋪成三角(jiao)形或(huo)星形導線路，在(zai)通電(dian)(dian)(dian)(dian)過程(cheng)中(zhong)受(shou)熱燒(shao)損(sun)或(huo)完全燃(ran)燒(shao)除去石(shi)墨。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)即氧化(hua)(hua)(hua)鎂中鎂離(li)子(zi)和氧離(li)子(zi)在(zai)強(qiang)電弧產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)作用(yong)下(xia)，克(ke)服單晶(jing)體(ti)(ti)中的(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)束縛(fu)，變成(cheng)(cheng)能(neng)自由(you)運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。也就(jiu)是說，氧化(hua)(hua)(hua)鎂加熱(re)(re)(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就(jiu)會由(you)固體(ti)(ti)變成(cheng)(cheng)液體(ti)(ti)，叫熔(rong)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)一過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中需消耗大量(liang)的(de)(de)電能(neng)。據電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂生(sheng)產(chan)(chan)者對用(yong)水(shui)鎂石作原料生(sheng)產(chan)(chan)電熔(rong)凝(ning)氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)平(ping)衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)(re)(re)消耗的(de)(de)比例如下(xia)：氧化(hua)(hua)(hua)鎂晶(jing)體(ti)(ti)生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)消耗值(zhi)34.9%，渣皮消耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)15.3%，散砂生(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)(re)(re)耗值(zhi)3.0%，冷(leng)(leng)卻水(shui)耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)(leng)卻爐殼的(de)(de)水(shui)耗熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)(re)(re)值(zhi)28.8%。電能(neng)損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些統計數據可(ke)以(yi)看出，在(zai)電熔(rong)